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人类作为信息处理机时的“信道容量”

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要探究一个人信息处理能力的极限,一个方式是询问他能从观察到的刺激中,重现出多少信息。在这个框架下,我们可以利用信息论提供的工具,将观察者作为一个通讯信道来建模。 zhèi 个示意图 (Pollack, 1953, p. 422) 描绘了这个模型:

理想的信道可以重现你给定的任何输入。而实际的信道,多数(包括人类)的复现会掺杂错误,并且随着输入中的信息增多而增多。这个行为通常是渐进发生的:一个信道会完美地传输它的输入,直到超过了一定的阈值。过了这个阈值 —— 即我们所称为 {信道容量(channel capacity)} ——,输入输出的相关性随之下降,而传输的总 bit 数保持不变

对人类绝对判断广度[1]的实验可以用来建模人类的信道模型。Miller (1956)回顾了历史经验数据,认为对于无维度的刺激,人类的信道容量大约为 {2.6} bits

例如这里 Miller 给出的一张图 (1956, p. 83), 使用了 Pollack (1952, 1953) 关于人类对音高绝对判断的实验数据,并用信息论的方法进行了重构。


问:如果你知道一个受试者的绝对判断广度(对于单项、单维量级),你如何获得他们的通道容量?
答:通道容量= \log_2(\textrm{绝对判断广度})

问:为什么绝对判断广度与人的信道容量有 \log_2 的关系?
答:通道容量以比特表示。如果绝对判断广度是 8 个类别,你需要 \log_2(8) bits 来表示每个状态。


参考文献

Miller, G. A. (1956). The magical number seven, plus or minus two: Some limits on our capacity for processing information. Psychological Review, 63(2), 81–97. doi.org/10.1037/h004315 Miller - The magical number seven, plus or minus two

Pollack, I. (1952). The Information of Elementary Auditory Displays. The Journal of the Acoustical Society of America, 24(6), 745–749. doi.org/10.1121/1.19069

Pollack, I. (1953). Assimilation of Sequentially Encoded Information. The American Journal of Psychology, 66(3), 421–435. JSTOR. doi.org/10.2307/1418237

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此内容发布由 Andy Matuschak 许可。未经允许,不得转载或修改。保留所有权利。


Thoughts Memo 汉化组译制
原文:Channel capacity of humans as information processors (andymatuschak.org)

参考

1. 绝对判断广度 ./535214087.html

专栏:Thoughts Memo的文章


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